劉冬梅,張龍軍

(中國海洋大學(xué)環(huán)境與生態(tài)教育部重點實驗室,山東青島266100)

黃河干流有機碳的時空分布特征*

劉冬梅,張龍軍**

(中國海洋大學(xué)環(huán)境與生態(tài)教育部重點實驗室,山東青島266100)

通過2003—2009年多個航次對黃河干流DOC(溶解有機碳)和POC(顆粒有機碳))及相關(guān)參數(shù)的調(diào)查研究,結(jié)果表明:TSS(顆粒懸浮物)為91.42～8188 mg/L,POC為0.65～24.20 mg/L,POC%(POC/TSS×100%)為0.44%～2.21%,DOC為1.57～4.77 mg/L,有機碳沿程分布具有明顯的空間特征?；▓@口水文年調(diào)查中有機碳含量與流量的季節(jié)變化密切相關(guān),POC主要受沖刷影響,而DOC在不同季節(jié)分別體現(xiàn)出沖刷、稀釋或濃縮效應(yīng)。修建水庫和調(diào)水調(diào)沙這2個顯著的人為干擾活動對黃河有機碳的性質(zhì)及輸運產(chǎn)生了截然不同的影響:庫區(qū)自生源對有機碳的貢獻明顯大于干流,DOC/POC為6.64～12.00,DOC是有機碳的主要形式,同時水庫截流,顆粒物沉降降低了顆粒有機碳的輸運量,而調(diào)水調(diào)沙卻加強了有機碳的輸運,該時期DOC/POC為0.01～0.47,POC是有機碳輸運的主導(dǎo)形態(tài)。

有機碳;時空分布;人類干擾;黃河

河流有機碳輸運是全球碳循環(huán)的一個重要環(huán)節(jié),是陸源有機碳向海洋輸運的主要途徑,控制河流自身、河口及近海的元素循環(huán),同時還記錄著流域內(nèi)自然過程和人為活動對河流產(chǎn)生的影響[1-2]。目前,受到自然環(huán)境和人類活動的影響,直接進入河流的外源有機碳明顯增加,易降解有機碳的量增多,導(dǎo)致河流釋放大量的CO2,進而影響全球的碳循環(huán)[3-5]。為更好地認識河流有機碳,進而理解全球碳循環(huán),近年來許多學(xué)者對世界河流有機碳進行了大量的研究,如密西西比河[6-7]、剛果河[8]、亞馬遜河[9-10]、長江[11]等。

黃河是世界上渾濁度最高的河流之一,流域侵蝕及風(fēng)化嚴(yán)重,有機碳的時空分布和輸運形態(tài)具有特殊性。同時由于受到氣候變化和人為活動的影響,在過去的50多年里黃河徑流量和輸沙量已大大降低[12];而自2002年起為調(diào)控入海淡水量和沖刷黃河下游河道泥沙,每年于夏季進行的調(diào)水調(diào)沙又使得進入河口的水量和泥沙量大幅增加。這些過程必然會對黃河干流有機碳的性質(zhì)及輸運特征產(chǎn)生深遠的影響。然而已有的報道主要從陸海相互作用的角度出發(fā),研究多集中在黃河口[13-17]。Zhang等[13]調(diào)查了黃河口5月份枯水期及9月豐水期有機碳的變化;Cauw et等[14]認為冬季黃河口POC主要來自陸源,夏季水體自生源的貢獻大大增加;張龍軍等[15]2007年對黃河口豐水和枯水期有機碳的研究表明:POC以陸源輸入為主,浮游植物對有機碳的貢獻僅在TSS<200 mg/L時才得以體現(xiàn)。對于黃河干流,張龍軍等[16]研究了黃河不同粒徑懸浮物承載的POC,指出粒徑<16μm的顆粒物承載了80%以上的顆粒有機碳,懸浮物粒徑是控制黃河水體POC輸運特性的主要因素。本文通過2003—2009多個航次對黃河干流有機碳及相關(guān)參數(shù)的調(diào)查,分析了有機碳的沿程分布、季節(jié)變化及輸運特征,探討了修建水庫和調(diào)水調(diào)沙這兩個人為活動對黃河有機碳的性質(zhì)及輸運產(chǎn)生的影響。

1 實驗部分

1.1 站位布設(shè)

黃河不通航,調(diào)查采用定點設(shè)站的辦法,于2003年10月、2006年11月、2007年7月、2009年7月沿程采集水樣,其中2006年11月數(shù)據(jù)已發(fā)表[16]。如圖1所示:上游選擇蘭州(白石橋)、銀川、包頭,中游選擇潼關(guān)、三門峽、小浪底和花園口,下游選擇利津,并根據(jù)河寬和水流情況,在每個站的橫斷面主流水體選擇2～3個采樣點。2007年增設(shè)了上游貴德站,2009年增設(shè)上游拉加和達日、下游河道及部分支流站位。黃河花園口1個完整水文年的連續(xù)觀測時間為2005年11月～2006年11月。為調(diào)查調(diào)水調(diào)沙對黃河有機碳輸運的影響,于2008年6月～7月在黃河下游利津站進行每日連續(xù)觀測,并根據(jù)水量和含沙量加密觀測。

圖1 黃河干流調(diào)查站位圖Fig.1 Locationmap of sampling stations in the Huanghe River

1.2 樣品采集、處理及分析

水樣用5 L Niskin采水器采集,每站取表層水,隨即回實驗室處理樣品。

TSS:用預(yù)先于45℃低溫烘至恒重(24 h)并稱量的0.45μm醋酸纖維膜過濾水樣,濾膜在烘箱中45℃低溫烘至恒重,以百萬分之一電子天平稱重?？瞻啄ぶ糜谒畼悠纺は路竭^濾,同步進行空白實驗,每10個樣品做一個空白。

DOC,POC:以0.70μm GF/F W hatman玻璃纖維膜(450℃高溫灼燒去除有機物)利用壓力過濾,濾液加入8～10μL飽和HgCl2溶液后于4℃冷藏保存,濾膜冷凍保存。濾膜樣品以濃鹽酸熏蒸24 h去除無機碳待測。濾液與預(yù)處理后的濾膜,用日本島津公司TOC-VCPN分析儀及SSM -5000A(固體試樣燃燒裝置),分別于680℃,900℃高溫燃燒催化氧化-非分散紅外吸收(ND IR)法測定。儀器量程為0.1～30 mgC,靈敏度1～20μgC,多次測量偏差<±1%。

Chl a:以0.70μm GF/FW hatman玻璃纖維膜過濾水樣,于濾膜上滴加飽和M gCO3溶液固定,冷凍保存。樣品加入10 m L(9+1)丙酮溶液并置于4℃冰箱中萃取14～24 h,然后離心10 min(3 000 r/min),提取上清液,以Sigma公司Chl a(SIGMA C-5753)為標(biāo)準(zhǔn)品制作工作曲線,用日本日立F-4500熒光分析儀測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 黃河干流有機碳的時空變化

黃河干流4個航次調(diào)查表明:不同水文條件下,TSS,POC,POC%,DOC各自分別表現(xiàn)出較一致的空間分布特征。TSS和POC在中游最高,在源頭區(qū)及下游偏低;POC%在源頭區(qū)最高,在中下游相近;DOC高值出現(xiàn)在源頭區(qū)及中游潼關(guān),在中下游總體表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢。庫區(qū)TSS和POC明顯低于干流各站,而POC%明顯高于干流,DOC相對干流也偏高,庫區(qū)中顆粒物沉降,使得水體性質(zhì)不同于干流。

如圖2所示,黃河干流(庫區(qū)除外)TSS變化幅度較大,為91.42～8188 mg/L,但不同航次沿程變化趨勢較一致,即在源頭區(qū)最低,從蘭州至潼關(guān)上升到最高,進入下游后又逐漸降低。POC為0.65～24.20 mg/L,與TSS沿程變化具有較好的一致性。POC%最高值在源頭區(qū)(2.21%和1.82%),在河口淡水端(1.14%)次之,在蘭州及以下河段最低,為0.44%～0.85%,低于世界河流的平均水平1%～5%[18]。DOC為1.57～4.77 mg/L,與溫帶河流的平均值3 mg/L相近[18]。DOC從蘭州沿程升高并在潼關(guān)達到最高值,進入下游又開始降低。2009年DOC高值還出現(xiàn)在源頭區(qū),在蘭州至潼關(guān)段沿程有降低趨勢。DOC/POC在黃河中下游河段整體上小于1,表明POC是該區(qū)間有機碳的主要形式,而2009年源頭區(qū)調(diào)查表明DOC/POC>1,即該河段有機碳的主要形態(tài)為DOC。

圖2 黃河干流調(diào)查TSS,POC%和DOC的時空變化Fig.2 Spatial and temporal variabilities of TSS,POC%and DOC along themain stream and reservoirs of the Huanghe River

黃河TSS,POC,POC%、DOC在不同水文條件下各自表現(xiàn)出較一致的空間分布特征,說明有機碳的分布主要受到流域土壤及巖石性質(zhì)的影響。源頭是黃河的主要來水區(qū)間,TSS較低,而土壤有機質(zhì)含量及有機碳密度都明顯高于中下游[19-21],表層土壤有機碳的淋溶作用可能導(dǎo)致該區(qū)間POC%及DOC偏高,DOC成為有機碳的主要形式。中游流經(jīng)寧蒙灌溉區(qū)和黃土高原,灌溉引水尤其是黃土高原水土流失導(dǎo)致TSS在中游驟增[22],經(jīng)過小浪底水庫的截流,顆粒物輸送降低,在下游泥沙沉降區(qū),TSS明顯低于中游。TSS作為POC的載體,控制著POC的分布,兩者變化趨勢具有很好的一致性,(POC=0.0056×TSS+0.4758,R2=0.896 4,n=27,p<0.0001)。黃河中下游河段POC%偏低,接近流域黃土有機質(zhì)的含量0.20%～0.60%[23],表明POC可能主要來自黃土母質(zhì)。DOC在蘭州至潼關(guān)段沿程升高,可能是因為中游泥沙的大量輸入加強了顆粒物釋放溶解態(tài)有機碳[24],另外沿程工農(nóng)業(yè)廢水及生活污水的輸入也可能是DOC升高的原因之一[25-28]。然而由于黃土流失則導(dǎo)致中下游POC劇增,DOC/POC<1,有機碳輸運以顆粒態(tài)為主。

地表徑流對有機碳有沖刷作用,同時高水量也帶來了稀釋作用。2003年10月黃河流域發(fā)生了多年不遇的長時期秋汛,處于洪水期,而2006年11月為平水期。2個秋季航次的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn):洪水期沖刷導(dǎo)致TSS、POC明顯高于平水期,但POC%在這2個時期變化較小,分別為0.33%～0.77%和0.44%～0.62%,體現(xiàn)了顆粒物來源的一致性[23]。而由于較強的稀釋作用DOC增幅較小。在夏季,2007年各站位流量高于2009年,但在中下游明顯低于2003年(見圖3)。TSS和POC在2007年和2009年相差不大,但受到稀釋作用影響2007年P(guān)OC%和DOC偏低,與2006年秋季平水期接近。對以上4個不同水文時期的有機碳分析表明:TSS和POC在強烈的地表沖刷影響下發(fā)生較大變化,POC%變化較小,而DOC始終受到稀釋作用的影響。若分別以正常水量情況的2006年11月和2009年7月調(diào)查結(jié)果代表秋季和夏季平水期的情況,發(fā)現(xiàn)TSS和POC在2個季節(jié)變化不明顯,但夏季POC%和DOC略高于秋季。

圖3 黃河干流調(diào)查期間各站位月平均流量Fig.3 Monthly average discharge in themain stream of the Huanghe River

2.2 黃河花園口有機碳的季節(jié)變化

為認識黃河有機碳的季節(jié)變化規(guī)律,于花園口進行一個完整水文年的每周連續(xù)觀測,結(jié)果表明:花園口有機碳總體上表現(xiàn)出明顯的季節(jié)特征,有機碳的季節(jié)變化與流量密切相關(guān)。

進入冬季,花園口流量逐漸降低,平均為456 m3/s,TSS,POC和DOC總體上都表現(xiàn)出降低的趨勢,冬末春初隨流量升高TSS,POC和DOC由出現(xiàn)了明顯的增加,尤其是POC(見圖4),DOC也在冬末達到全年次高值3.72 mg/L。春季流量維持在高水平,TSS,POC和DOC都有所下降,DOC降低幅度最大。春末夏初,隨花園口流量再次上升,DOC略有升高,而TSS和POC則出現(xiàn)了微弱的降低趨勢。6月中旬調(diào)水調(diào)沙時期,花園口站流量和TSS含量急劇上升,POC和DOC都達到了全年最高值。調(diào)水調(diào)沙時期結(jié)束后,從夏季至秋季,TSS和POC整體上都隨流量降低而降低,而POC%和DOC卻表現(xiàn)出微弱的增加趨勢。

圖4 2005年11月～2006年11月花園口流量、TSS,POC和DOC的變化Fig.4 Distributions of discharge,TSS,POC and DOC for the Huayuankou gauge station from Nov.,2005 to Nov.,2006

2005年1 2月～2006年1月冬季調(diào)查時期黃河中游大面積冰封,導(dǎo)致下游花園口流量降低,大顆粒懸浮物沉降,另外花園口氣溫降至0.3℃[29],地表沖刷減弱,外源有機物輸入減少,導(dǎo)致TSS、POC和DOC都呈現(xiàn)下降趨勢,而POC%在該時期有所上升,這可能是由于沉降使得TSS的絕大部分是小粒徑顆粒物,其承載的有機碳比重較大[30]。冬末地表氣溫回升至7.1℃[29],地表徑流增大,沖刷帶來有機物導(dǎo)致DOC和POC升高,同時還有大量的營養(yǎng)鹽輸入,使得水體氨氮濃度達到冬季的近2倍[31],該時期觀測到花園口Chl a為2.06～7.09μg/L,平均4.78μg/L,明顯高于其他季節(jié)平均值1.96μg/L?；▓@口整個冬季都觀測到了較高的Chl a(1.35～7.09μg/L,平均4.90μg/L),說明花園口水體中可能存在適宜低溫生存的冷水藻,在冬季仍然具有較強的光合作用,這可能也是有機碳升高的一個原因。春季氣溫已回升至平均16.8℃,徑流沖刷作用使得大量顆粒物及地表有機物在短時間內(nèi)涌入河流,TSS和POC隨流量上升明顯升高,另外流量增大引起的河床泥沙再懸浮也TSS和POC升高的是原因之一,而此時流量增大,稀釋作用導(dǎo)致DOC濃度降低。調(diào)水調(diào)沙20 d內(nèi),調(diào)查的6組數(shù)據(jù)表明,受到小浪底水庫放水排沙的影響,TSS和POC平均約為非調(diào)水調(diào)沙時期的5.67和1.65倍,而受到高水量的稀釋作用,DOC增幅較小。除該時期外,夏季至秋季,流量降低,沖刷作用減弱,TSS和POC濃度降低,而高流量帶來的稀釋作用解除,DOC呈現(xiàn)略有升高的趨勢。

2.3 人類活動對黃河干流有機碳的影響

目前黃河在很大程度上受到人類活動的影響,如修建大型水庫及調(diào)水調(diào)沙。水庫蓄水會導(dǎo)致黃河長時期處在低流量期[32],減少泥沙的輸運量[12],而調(diào)水調(diào)沙時期水庫大量放水排沙,又使得進入河口的流量和泥沙含量都大幅增加,在不到一個月的時間里將超過全年1/3的泥沙輸送入海[33]。這2種人為干預(yù)活動對黃河水量和輸沙量的影響全然不同,對黃河有機碳的性質(zhì)及輸運也產(chǎn)生了明顯不同的影響。

黃河干流沿程修建6座主要水庫,蓄水量占到黃河全部水庫總蓄積量的71%以上[32]。本文選取了其中3座水庫,即上游劉家峽、中游萬家寨和小浪底水庫,分析研究修建水庫對黃河有機碳輸運性質(zhì)的影響。如圖2所示,庫區(qū)懸浮顆粒物為黃河中最低,TSS介于3.40～21.10 mg/L,POC也僅達到0.27～1.38 mg/L,而POC%明顯高于干流各站位,為5.80%～24.87%,DOC為1.65～9.14 mg/L,DOC/POC為6.64～12.00,說明DOC是庫區(qū)有機碳的主要形式。庫區(qū)Chl a為0.68～5.93μg/L,POC/Chl a平均為310.25,遠低于干流(4806),表明庫區(qū)浮游植物光合作用明顯強于干流,水體浮游植物對有機碳的貢獻大大增加。黃河水庫中POC/Chl a與渾濁河流Tana中的M asinga水庫相近[34],但明顯高于其他河流中的水庫[35-36],表明在渾濁河流中,雖然庫區(qū)光合作用相對干流較強,但明顯弱于低渾濁度河流中的庫區(qū)。水庫是人類活動干擾河流的1個方面,截流在庫區(qū)形成1個獨特的水環(huán)境體系,區(qū)別于干流水體,沉降作用使得超過70%的POC滯留在庫區(qū)[35-36],有研究表明水庫和湖泊雖然僅占到世界陸地表面積的3%,但是每年其沉積物富集的有機碳量超過了全球海洋沉積物的累積量[37];另一方面庫區(qū)中初級生產(chǎn)累積的溶解有機碳卻會隨下泄水成為下游河流DOC的1個重要來源[35-36]。可見庫區(qū)通過截流沉降及下泄放水對河流有機碳的性質(zhì)及輸運產(chǎn)生了重大影響。

調(diào)水調(diào)沙是人類影響黃河的另一典型例子,花園口觀測已表明調(diào)水調(diào)沙時期有機碳的輸運特性明顯不同于非調(diào)水調(diào)沙時期。為探明該人為活動對有機碳輸運特征的影響,于2008年調(diào)水調(diào)沙時期在黃河下游利津站進行連續(xù)觀測。調(diào)水調(diào)沙開始之前利津站流量、TSS,POC,POC%和DOC平均分別為319 m3/s,0.38 g/L,4.06 mg/L,1.10和2.73 mg/L。6月19日小浪底水庫下泄清水沖刷河道,22至24日利津站流量迅速升高,高流量持續(xù)到7月5日。該時期TSS和POC顯著增加,而DOC總體略有降低。6月30日至7月3日小浪底水庫塑造“異重流”出庫,大量排沙,導(dǎo)致7月5日至10日利津站TSS和POC急劇上升,于7月6日分別達到最高值27.11×103和188.27 mg/L,DOC也有所增加,但幅度小于POC(見圖5)。根據(jù)水量和沙量可將利津站調(diào)水調(diào)沙時期可分為高水量的前期和高含沙量的后期。前期6月24日～7月4日主要是來水期,流量顯著增加,沖刷使得河床泥沙再懸浮,TSS和POC濃度上升,但高流量下水體稀釋作用導(dǎo)致DOC略有降低。后期7月5日～10日屬排沙期,TSS和POC濃度驟增,DOC濃度也有所升高,且與TSS和POC變化很一致,說明該時期DOC的升高可能來自顆粒物釋放的溶解有機碳[16]。調(diào)水調(diào)沙時期受小浪底水庫放水排沙影響,TSS和POC變化較大,趨勢具有較好的一致性,而DOC變化較平緩。調(diào)水調(diào)沙時期TSS和POC分別為1.47～27.11和10.64～188.28 m g/L,平均分別為8.51×103和53.18 mg/L,遠高于調(diào)水調(diào)沙之前,POC%為0.36%～0.95%,平均0.58%,明顯低于調(diào)水調(diào)沙開始之前,而DOC為2.51～2.94 mg/L,平均為2.69 mg/L,變化較小,DOC/POC為0.01～0.47,平均為0.15,表明該時期POC在有機碳輸運中占到絕對優(yōu)勢。調(diào)水調(diào)沙時期流量增大到調(diào)水調(diào)沙開始之前的8倍,POC增大到13倍之多,可見該時期POC的輸運量將會增大到100倍以上。

圖5 2008年黃河利津站調(diào)水調(diào)沙時期流量、TSS,POC和DOC的變化Fig.5 Patterns of discharge,TSS,POC and DOC during the S&Wperiod in Lijin gauge station in 2008

3 結(jié)論

(1)黃河干流TSS為91.42～8188 mg/L,POC為0.65～24.20 mg/L,POC%為0.44～2.21%,DOC為1.57～4.77 mg/L,不同水文條件下有機碳沿程分布表現(xiàn)出明顯的空間特征。TSS和POC在中游最高,在源頭區(qū)及下游偏低;POC%在源頭區(qū)最高,在中下游相近;DOC高值出現(xiàn)在源頭區(qū)及中游潼關(guān),在中下游總體表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢。

(2)黃河花園口站流量對有機碳濃度的季節(jié)性變化產(chǎn)生重要影響。POC全年與流量變化趨勢較一致,主要受到?jīng)_刷的影響,而DOC在不同季節(jié)隨流量變化不同分別體現(xiàn)出了沖刷、稀釋或濃縮效應(yīng)。

(3)黃河庫區(qū)POC僅為0.27～1.38 m g/L,而POC%為5.80%～24.87%,DOC為1.65～9.14 mg/L,浮游植物的有機碳貢獻明顯加強,DOC/POC為6.64～12.00,DOC是有機碳的主要存在形式,同時水庫中顆粒物沉降還會降低向下游輸運的有機碳量;而調(diào)水調(diào)沙時期,POC達到10.64～188.28 mg/L,POC%為0.36%～0.95%,DOC為2.51～2.94 mg/L,DOC/POC為0.01～0.47,POC是有機碳的主導(dǎo)形態(tài),該時期POC的輸運量可達到調(diào)水調(diào)沙開始之前的100倍以上。

[1] Ludw ig W,Probst J L.Predicting the oceanic input of o rganic carbon by continental erosion[J].Global Biogeochemical Cycles,1996,10(1):23-41.

[2] Balakrshna K,Probst JL.Organic carbon transport and C/N ratio variations in a large tropical river:Godavari as a case study,India[J].Biogeochemistry,2005,73:457-473.

[3] Houghton R A,Hobbie J E,M elillo J M,et al.Changes in the carbon content of terrestrial biota and soils between 1860 and 1980:A net release of CO2to the atmosphere[J].Ecological Monographs,1983,53(3):235-262.

[4] Cole JJ,Caraco N F.Carbon in catchments:connecting terrestrial carbon losseswith aquatic metabolism[J].Mar Freshwater Res,2001,52:101-110.

[5] Battin T J,Kaplan L A,Findlay S,et al.Biophysical controlson organic carbon fuxes in fuvial networks[J].Nature Geosciences,2008,l:95-100.

[6] Bianchi T S,Filley T,Dria K,et al.Temporal variability in sources of dissolved organic carbon in the lower M ississippi River[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,2004,68(5):959-967.

[7] Bianchi T S,Wysocki L A,Stewart M,et al.Temporal variability in terrestrially-derived sources of particulate organic carbon in the lower Mississippi River and its upper tributaries[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,2007,71:4425-4437.

[8] Coynel A,Seyler P,Etcheber H,et al.Spatial and seasonal dynamics of total suspended sediment and organic carbon species in the Congo River[J].Global Biogeochemical Cycles,2005,19:GB4019,doi:10.1029/2004GB002335.

[9] Moreira-Turcq P,Seyler P,Guyot J L,et al.Exportation of organic carbon from the Amazon River and itsmain tributaries[J].Hydrol Process,2003,17:1329 1344.

[10] Druffel E R M,Bauer J E,Griffin S.Input of particulate organic and dissolved inorganic carbon from the Amazon to the A tlantic Ocean[J].Geochemistry Geophysics Geosystems,2005,6:Q03009,doi:10.1029/2004GC000842.

[11] Wu Y,Zhang J,Li SM,et al.Sources and distribution of carbon within the Yangtze River system[J].Estuarine,Coastal and Shelf Science,2007,71:13-25.

[12] Wang H J,Yang Z S,Saito Y,et al.Stepw ise decreases of the Huanghe(Yellow River)sediment load(1950-2005):Impacts of climate change and human activities[J].Global and Planetary Changes,2007,57:331-354.

[13] Zhang S,Gan W B,Ittekkot V.Organic matter in large turbid rivers:the Huanghe and its estuary[J].Marine Chemistry,1992,38:53-68.

[14] Cauw et G,Mackenzie F T.Carbon inputs and distribution in estuaries of turbid rivers:the Yang Tze and Yellow rivers(China)[J].Marine Chemistry,1993,43:235-246.

[15] 張龍軍,張向上,王曉亮,等.黃河口有機碳的時空輸運特征及其影響因素分析[J].水科學(xué)進展,2007,18:674-682.

[16] 張龍軍,徐雪梅,何會軍.黃河不同粒徑懸浮物中POC含量及輸運特征研究[J].環(huán)境科學(xué),2009,30(2):342-347.

[17] 張龍軍,徐雪梅,溫志超.秋季黃河pCO2控制因素及水—氣界面通量[J].水科學(xué)進展,2009,20(2):227-235.

[18] Meybeck M.Carbon,nitrogen,and phosphorus transported by world rivers[J].American Journal of Science,1982,282:401-450.

[19] 徐香蘭,張科利,徐憲立,等.黃土高原地區(qū)土壤有機碳估算及其分布規(guī)律分析[J].水土保持學(xué)報,2003,17:13-15.

[20] 曾永年,馮兆東,曹廣超,等.黃河源區(qū)高寒草地土壤有機碳儲量及分布特[J].地理學(xué)報,2004,59:497-504.

[21] 徐嵩齡,方精云,劉國華.黃河水系對流域碳分布的影響[J].生態(tài)學(xué)報,1995,15(3):287-295.

[22] 任美鍔.黃河的輸沙量:過去、現(xiàn)在和將來——距今15萬年以來的黃河泥沙收支表[J].地球科學(xué)進展,2006,21(6):552-563.

[23] 文啟忠.中國黃土地球化學(xué)[M].北京,科學(xué)出版社,1989.

[24] Gao Q Z.The riverine organic carbon output in subtropical mountainous drainage:the Beijiang River example[J].Journalof Geosciences of China,2002,4(1):30-37.

[25] 劉曉麗,黃錦輝,劉旸,等.黃河重要支流水污染現(xiàn)狀及污染可控水平研究[C].鄭州:第六屆全國泥沙基本理論研究學(xué)術(shù)討論會,2005.

[26] 蔣廉潔.黃河流域水污染分析及水環(huán)境保護措施[J].水資源保護,2006,22(1):64-67.

[27] 王生樸,連兵,牛武江,等.渭河甘肅段水環(huán)境污染防治與對策研究[J].甘肅環(huán)境研究與監(jiān)測,1994,7(1):1-6.

[28] 張艷玲.陜西渭河流域水資源及水環(huán)境的綜合治理研究[J].西北水資源與水工程,2001,12(4):44-46.

[29] http://cdc.cma.gov.cn/(中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng))

[30] http://www.hykswz.cn/show.aspx?id=328&cid=27(花園口水文站)

[31] 劉立芳,張龍軍,張向上.黃河利津水文站不同粒徑懸浮顆粒物中有機碳含量的研究[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2006,36(Sup):126-130.

[32] 陳靜生,王飛越,何大偉.黃河水質(zhì)地球化學(xué)[J].地學(xué)前緣,2006,13(1):58-73.

[33] 王開榮.黃河調(diào)水調(diào)沙對河口及其三角洲的影響和評價[J].泥沙研究,2005,6:29-33.

[34] Boullion S,Abril G,Borges A V,et al.Distribution,origin and cycling of carbon in the Tana River(Kenya):a dry season basinscale survey from headwaters to the delta[J].Biogeosciences Discuss,2009,6:5959-6023.

[35] Parks SJ,Baker L A.Sources and transport of organic carbon in an A rizona river-reservoir system[J].Wat Res,1997,31(7):1751-1759.

[36] Kim B,Choi K,Kim C,et al.Distribution and loading of organic carbon in a deep reservoir,Lake Soyang,Korea[J].Wat Res,2000,34(14):3495-3504

[37] Williamson C E,Saros J E,VincentW F,et al.Lakesand reservoirs as sentinels,integrators,and regulators of climate change[J].Limnol Oceanogr,2009,54(6,part 2):2273-2282.

Temporal and Spatial Distributions of Organic Carbon in the Huanghe(Yellow)River

L IU Dong-M ei,ZHANG Long-Jun
(Key Lab of Marine Environmental Science and Ecology,M inistry of Education,Ocean University of China,Qingdao 266100,China)

We exam ined o rganic carbon(particulate and dissolved)throughout the main stream of the Huanghe River from 2003 to 2009.The river is characterized by TSS(total suspended substances),POC and DOC concentrations of 91.42～8188,0.65～24.20 and 1.57～4.77 mg/L,and POC%(POC content in TSS)of 0.44%～2.21%,respectively.The seasonal distributions of organic carbon are strongly connected with discharge:POC ismainly influenced by erosion with runoff and DOC is affected by flush effect or dilution in different seasons.Compared with the main stream of the river,phytop lankton contributed much more to o rganic carbon in the reservoirsw here DOC/POC varied from 6.64 to 12.00,indicating that o rganic carbon is dominated by DOC.Substantial POC load is retained in the reservoirs due to precipitation.However,considerable amount of organic carbon would be exported during the S&W period when POC is the main form in organic carbon with DOC/POC value between 0.01～0.47.

organic carbon;temporal and spatial distributions;human activities;the Huanghe River

O621.1

A

1672-5174(2010)12-105-06

國家自然科學(xué)基金主任基金項目(40940019);山東省自然科學(xué)基金項目(z 2007B08)資助

2010-03-28;

2010-05-06

劉冬梅(1984-),女,碩士生。E-mail:dongmeiliu12@gmail.com

**通訊作者:Tel:0532-66782967;E-mail:longjunz@ouc.edu.cn

責(zé)任編輯 龐 旻